Nuovi progressi nella sintesi di etilene mediante cianobatteri modificati geneticamente.
28 agosto 2015 08:58
Guidati da Jianping Yu, un gruppo di ricercatori del National Renewable Energy Laboratory (NREL), laboratorio governativo dedicato alle ricerche su energie alternative ed efficienza energetica, ha compiuto rilevanti passi avanti, in termini di resa del processo, nella sintesi batterica di etilene direttamente da CO2, lavoro che va avanti da alcuni anni.
Il risultato è stato ottenuto modificando geneticamente una famiglia di cianobatteri in modo tale da mantenere stabile la produzione per più generazioni. Uno dei principali limiti del processo biotech, infatti, è che la quantità di etilene prodotto dai batteri declina rapidamente nel tempo fino ad azzerarsi alla quarta generazione dei cianobatteri, rendendo questa tecnologia poco efficiente a livello industriale.
Nei laboratori del NREL, si è riusuciti ad ottenere una resa di etilene pari a 35 milligrammi ora per litro, oltre mille volte più di quanto gli stessi ricercatori riuscivano ad ottenere nel 2010, all’inizio del programma di ricerca. L’obiettivo è di arrivare a 50 milligrammi entro la fine dell’anno.
“Il ceppo è stato migliorato così tanto che almeno il 10 per cento di carbonio fissato dalla fotosintesi si è trasformato in etilene - afferma Jianping Yu -. Forse di più, anche se abbiamo dimostrato di poter raggiungere almeno il dieci per cento. Abbiamo in laboratorio nuovi ceppi da analizzare.” Un altro aspetto rilevante è che il batterio ottenuto dai ricercatori americiani produce etilene senza smettere di crescere.
L'etilene viene prodotto all'interno di un fotobioreattore alimentato con acqua di mare arricchita con azoto e fosoforo; essendo un gas, l'etilene raggiunge la parte superiore del reattore dove viene catturato facilmente, in un processo continuo che potrebbe essere integrato a valle con altri processi catalitici in grado di sintetizzare polimeri o biocarburanti.
Difficilmente l’etilene da CO2 potrà fare concorrenza a quello da feedstock petrolchimici, se non si considerano i costi ambientali connessi. L’etilene tradizionale costa infatti tra 600 e 1.300 dollari a tonnellata, mentre per quello da fotosintesi la stima è di 3.240 dollari/ton.
Va però detto che il processo biotech sviluppato dal NREL non solo non rilascia anidride carbonica in atmosfera, ma la cattura, poiché viene utilizzata dai batteri nel loro ciclo metabolico, insieme all’acqua: vengono così sottratte 3,14 tonnellate per ogni tonnellata di etilene prodotta, mentre negli impianti petrolchimici, ogni tonnellata di etilene genera da 1,5 a 3 tonnellate di CO2. Ciò significa un risparmio potenziale fino a 6 tonnellate di CO2 per tonnellata prodotta.
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